1ª Lista HH semi resolvida

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1ª Lista de Hidráulica, Hidrologia Aplicada
Prof. Marcus Vinícius Martins
1. Transformar:
a) p = 10,539 kN/m2 em kgf/m2
10539 N/m² / 9,805 = 1074,85 kgf/m²
b) µ = 0,001 lb.s/ft2 em N.s/m2 e kg/(m.s)
c) R = 1,811 N.m/kg.K em lb.ft/(slug oR) e )Pot = 5124 kgf.m.s em lb.ft.s
2. Um corpo pesa 1000lb quando sujeito à gravidade terrestre padrão g = 32,174 ft/s2 . Pede-se: a) Qual é a sua massa em kg ?
G = 32,174 ft/s² = 9,81 m/s² 
P = 1000lbf = 1000 x 0,448 = 448 N
P = M x G = M = P/G = M = 448/9,81 = 45,71 kg
 
b) Qual será o seu peso em Newtons se ele for exposto à aceleração lunar padrão g = 1,62 m/s2?
P = M x G = 45,71 kg x 1,62 m/s² = 74,0502 N
3. 	Um volume de 0,002772 m3 de um fluído pesa num dado local 37,43kgf. Qual será a sua massa específica, o seu peso específico e a sua densidade no S.I. ?
Dados:
V = 0,002772 m³
P = 37,43Kgf x 9,81 = 367,18 N
	Resolução:
1. Ρ = Massa / volume = 
Peso = Massa x gravidade = Massa = Peso / gravidade = 367,18 / 9,81 = 37,429 Kg
 ρ = Massa / volume = 37,429 / 0,002772 = 13502,52 kg/m³
2. γ = Peso / Volume = Massa Específica x Gravidade
γ = 13502,52 x 9,81 = 132 459,72 N/m³
3. Densidade 
d= massa especifica de um fluido qualquer / massa específico água.
d= 13502,52 /1000 = 13,50252
4. Se a massa específica de um líquido é de 835Kg/m³. Determine seu peso específico e sua densidade.
5. Calcule peso específico, o volume específico e a massa específica do gás Amônia a 38ºC e 736,23 KPa absoluta. (R = 49,2 m/K)
6. A que pressão o ar a 49ºC pesará 18,7 N/m³?(R = 29,3 m/K)
7. No módulo de um foguete espacial, instalado na rampa de lançamento na Terra (g = 981 cm/s²), coloca se certa massa de um líquido cujo peso é W = 15 kgf. Determine o peso do fluido na Lua. ( g = 170 cm/s²).
8. Um frasco de densidade pesa 12 g quando vazio e 28 g quando cheio
de água. Em seguida, retira se a água e preenche com ácido e obtem se de massa total 37,6 g. Determine a densidade relativa do ácido
9. Sabendo se que 800 gramas de um líquido enchem um cubo de 0,08m
de aresta, obter a massa especifica no sistema CGS e MKS.
10. Sabendo que a massa específica da cerveja é de 1030 kg/m³ determine a densidade relativa.
11. Calcule o peso específico , o volume específico, e a massa específica do
metano a 38°C e 827 400 Pa. (R = 52,9m/K)
12. Se 16 m³ de óleo pesam 47 KN, calcule o peso específico, massa específica e densidade relativa. (g = 9,798 m/s²)
13. A 32°C e 206 850 Pa de pressão absoluta o volume por unidade de peso
de um certo gás era 0,073m³. Determine a constante do gás R e a massa específica.
14. Um corpo cilíndrico de 40 lbf e 0,8 ft de diâmetro desce o plano inclinado
indicado na figura abaixo. Sabendo-se que na parte inferior há uma película de um fluido newtoniano cuja espessura é constante e igual a 0,002 ft. Sabendo-se que a viscosidade vale 0,2 lbf s/ft2 e que o perfil de velocidades é linear. Determine o ângulo formado pelo plano inclinado e a horizontal.
μ= ζ / dv/dy = (F / A) / (dv/dy) 
Fcosθ = µ x A x ( dv/ dy) 
 
Cosθ = (µ x a x ( dv/ dy)) / F
Arcosθ = Resposta.
 
15. A viscosidade cinemática de um óleo lubrificante a 40ºF é de 477ft²/sec, com densidade 0,738. Determine sua viscosidade.
16. Que força é exigida para levantar um anel de arame fino, de 45 mm de diâmetro, de uma superfície de água a 20ºC? (σ = 0,0728 N/m)
σ = F / L
F = σ * L = 
17. Qual o menor diâmetro de um tubo de vidro que poderá manter uma variação de altura capilar da água a 20ºC menor que 0,9mm?
H = 2 σ x cosθ / (γ x r)
18. Qual o valor aproximado da pressão que deve ser aplicado à água para reduzir o seu volume de 1,25%, se o seu módulo de elasticidade volumétrico for de 2,19GPa?
E = - p / (v/dv) = p = - 27 375 Kpa
19. A viscosidade cinemática de um óleo é de 0.028 m2/s e o seu peso específico relativo é de 0.85. Encontrar a viscosidade dinâmica em unidades do sistemas MKS, CGS e SI (g=10 m/s2).
20. A viscosidade dinâmica de um óleo é de 5 . 10-4 kgf.s/m2 e seu peso específico relativo é 0.82. Encontre a viscosidade cinemática nos sistemas MKS, SI e CGS (g=10m/s2 e γ= 1000kgf/m3.)
21. O peso de 3 dm3 de certa substância é 23.5 N. A viscosidade cinemática é 10-5 m2/s. Se g = 10 m/s2, qual será a viscosidade dinâmica nos sistemas CGS, MKS e SI?
22. São dadas duas placas planas paralelas à distância de 2mm. A placa superior move-se com velocidade de 4m/s, enquanto a inferior é fixa. Se o espaço entre as placas for preenchido com óleo ( υ= 0.1 St (0,1 cm²/s); ρ = 830 kg/m3), qual será a tensão de cisalhamento que agirá no óleo?
23. Uma placa quadrada de 1.0 m de lado e 20 N de peso desliza sobre um plano inclinado de 30°, sobre uma película de óleo. A velocidade da placa é de 2m/s constante. Qual a viscosidade dinâmica do óleo se a espessura da película é de 2mm?
24. O pistão da figura tem uma massa de 0.5 kg. O cilindro de comprimento ilimitado é puxado para cima com velocidade constante. O diâmetro do cilindro é 10 cm e do pistão é 9 cm e entre os dois existe óleo com υ = 10-4 m2/s e γ = 8000 N/m3. Com que velocidade deve subir o cilindro para que o pistão permaneça em repouso? (Supor diagrama linear e g = 10 m/s2).
Resposta: v = 22,1 m/s
25. Num tear, o fio é esticado passando por uma fieira e é enrolado num tambor com velocidade constante. Na fieira, o fio é lubrificado e tingido por uma substância. A máxima força que pode ser aplicada no fio é 1N, pois, ultrapassando-a, ela se rompe. Sendo o diâmetro do fio 0,5mm e o diâmetro da fieira 0,6mm, e sendo a rotação do tambor 30 rpm, qual é a máxima viscosidade do lubrificante e qual é o momento necessário no eixo do tambor? R.: M = 0,1N.m2;  = 0,1 N.s/m2
26. Ao girar, o eixo provoca a rotação do tambor. Este enrola a corda, que levanta um peso de 10N com uma velocidade constante de 0,5 m/s. O fluido existente entre o eixo e o tambor tem  = 0,1 N.s/m2 e apresenta um diagrama linear de velocidades. Pede-se:
(a) a rotação do eixo;
(b) o momento provocado pelo fluido contra a rotação do eixo. Dados: R1 = 10 cm; R2 = 10,1 cm; R3 = 20 cm.
4. O turbocompressor de um motor de combustão interna tem uma rotação de 120000rpm. Os mancais do eixo são flutuantes e giram com uma certa rotação. São dados:
 = 8.10-3 N.s/m2; D1=12mm, D2=12.05mm; L=20mm.
30. Nas condições de equilíbrio dinâmico da rotação dada, pede-se:
(a) a rotação do mancal flutuante.
(b) o momento resistente à rotação que age no eixo do turbocompressor relativo aos mancais
31. 31.
32. Dois discos são dispostos coaxialmente face a face, separados por um
filme de óleo lubrificante de espessura  pequena. Aplicando um
momento no disco (1), ele inicia um movimento em torno de seu eixo, através de um fluido viscoso, estabelece-se o regime, de tal forma que
as velocidades angulares
1 e
2 ficam constantes. Admitindo o
regime estabelecido, determinar em função a 1 e 2.
33.A A placa da figura tem 4 m2 de área e espessura desprezível. Entre a placa e o solo existe um fluido que escoa, formando um diagrama de velocidades dado por:
 A
viscosidade dinâmica do fluido é 10- 2N.s/m2 e a velocidade máxima do escoamento é 4m/s. Pede-se:
(a) o gradiente de velocidades junto ao solo.
(b) a força necessária para manter a placa em equilíbrio.
“Enquanto houver vontade lutar, há esperança de vencer!”